D'Kraafttest gëtt haaptsächlech benotzt fir d'Fäegkeet vu Metallmaterialien ze bestëmmen fir Schued während dem Stretchprozess ze widderstoen, an ass ee vun de wichtege Indikatoren fir d'mechanesch Eegeschafte vu Materialien ze bewäerten.
1. Tensile Test
De Spanntest baséiert op de Grondprinzipien vun der Materialmechanik. Andeems Dir eng Spannbelaaschtung op d'Materialprobe ënner bestëmmte Konditioune applizéiert, verursaacht et Spannverformung bis d'Probe brécht. Wärend dem Test ass d'Verformung vun der experimenteller Probe ënner verschiddene Lasten an déi maximal Belaaschtung wann d'Probe Pausen opgeholl ginn, fir d'Ausbezuelekraaft, d'Truechtkraaft an aner Leeschtungsindikatoren vum Material ze berechnen.
Stress σ = F/A
σ ass d'Trensile Stäerkt (MPa)
F ass d'Spannlast (N)
A ass de Querschnittsberäich vum Exemplar
2. Tensile Curve
Analyse vu verschiddenen Etappen vum Stretchprozess:
a. An der OP Etapp mat enger klenger Belaaschtung ass d'Verlängerung an enger linearer Bezéiung mat der Belaaschtung, a Fp ass déi maximal Belaaschtung fir déi riicht Linn z'erhalen.
b. Nodeems d'Belaaschtung Fp iwwerschreift, fänkt d'Spannkurve un eng net-linear Relatioun ze huelen. D'Probe geet an d'initial Verformungsstadium an d'Belaaschtung gëtt ofgeschaaft, an d'Probe kann an hiren ursprénglechen Zoustand zréckkommen an elastesch deforméieren.
c. Nodeems d'Belaaschtung Fe iwwerschreift, gëtt d'Belaaschtung ofgeschaaft, en Deel vun der Verformung gëtt restauréiert, an en Deel vun der Reschtverformung gëtt behalen, wat plastesch Deformatioun genannt gëtt. Fe gëtt d'elastesch Limit genannt.
d. Wann d'Belaaschtung weider eropgeet, weist d'Spannkurve Sawtooth. Wann d'Laascht net eropgeet oder erofgeet, gëtt de Phänomen vun der kontinuéierlecher Verlängerung vun der experimenteller Probe Ausbezuelen genannt. No nozeginn, fänkt d'Probe offensichtlech plastesch Deformatioun ze ënnergoen.
e. No nozeginn weist d'Probe eng Erhéijung vun der Verformungsresistenz, d'Aarbechtshärtung an d'Verformungsverstäerkung. Wann d'Laascht Fb erreecht, schrumpft dee selwechten Deel vun der Probe staark. Fb ass d'Stäerktlimit.
f. De Schrumpfenomen féiert zu enger Ofsenkung vun der Lagerkapazitéit vun der Probe. Wann d'Laascht Fk erreecht, brécht d'Probe. Dëst gëtt Frakturbelaaschtung genannt.
Yield Kraaft
D'Ausbezuelungsstäerkt ass de maximale Stresswäert deen e Metallmaterial vum Ufank vu plastescher Verformung bis zur kompletter Fraktur widderstoen kann wann se extern Kraaft ausgesat ass. Dëse Wäert markéiert de kritesche Punkt wou d'Material vun der elastescher Verformungsstadium an der plastescher Verformungsstadium iwwergëtt.
Klassifikatioun
Uewer Ausbezuelkraaft: bezitt sech op de maximale Stress vun der Probe ier d'Kraaft fir d'éischte Kéier fällt wann d'Ausbezuelung geschitt.
Niddereg Ausbezuelkraaft: bezitt sech op de Minimum Stress an der Ausbezuelungsstadium wann den initialen transienten Effekt ignoréiert gëtt. Zënter datt de Wäert vum ënneschten Ausbezuelungspunkt relativ stabil ass, gëtt et normalerweis als Indikator fir d'Materialresistenz benotzt, genannt Ausbezuelungspunkt oder Ausbezuelungsstäerkt.
Berechnung Formel
Fir iewescht Ausbezuelungsstäerkt: R = F / Sₒ, wou F déi maximal Kraaft ass ier d'Kraaft fir d'éischt Kéier an der Ausbezuelungsstadium fällt, a Sₒ ass den ursprénglechen Querschnittsberäich vun der Probe.
Fir méi niddereg Ausbezuelungsstäerkt: R = F / Sₒ, wou F d'Mindestkraaft F ass, déi den initialen transienten Effekt ignoréiert, a Sₒ d'ursprénglech Querschnittfläch vun der Probe ass.
Eenheet
D'Eenheet vun der Ausbezuelekraaft ass normalerweis MPa (Megapascal) oder N/mm² (Newton pro Quadratmillimeter).
Beispill
Huelt niddereg Kuelestoff Stol als e Beispill, seng Ausbezuele Limit ass normalerweis 207MPa. Wann ënnerleien zu enger externer Kraaft méi grouss wéi dës Limite, wäert niddereg Kuelestoff Stol permanent Deformatioun produzéiere a kann net restauréiert ginn; wann ënnerleien zu enger externer Kraaft manner wéi dës Limite, niddereg Kuelestoff Stol kann zu hiren ursprénglechen Zoustand zréck.
Yield Stäerkt ass ee vun de wichtege Indikatoren fir d'mechanesch Eegeschafte vu Metallmaterialien ze bewäerten. Et reflektéiert d'Fäegkeet vu Materialien fir plastesch Verformung ze widderstoen wann se extern Kräfte ënnerworf ginn.
Tensile Kraaft
Spannkraaft ass d'Fähigkeit vun engem Material fir Schued ënner Spannbelaaschtung ze widderstoen, wat speziell ausgedréckt gëtt als de maximale Spannungswäert deen d'Material wärend dem Spannprozess widderstoen kann. Wann de Spannspannung op d'Material seng Spannkraaft iwwerschreift, wäert d'Material plastesch Deformatioun oder Fraktur ënnergoen.
Berechnung Formel
D'Berechnungsformel fir d'Trennstabilitéit (σt) ass:
σt = F/A
Wou F déi maximal Spannkraaft (Newton, N) ass, déi d'Prouf widderstoen kann ier se briechen, an A ass déi ursprénglech Querschnittsfläch vum Exemplar (Quadratmillimeter, mm²).
Eenheet
D'Eenheet vun der Spannkraaft ass normalerweis MPa (Megapascal) oder N/mm² (Newton pro Quadratmillimeter). 1 MPa ass gläich wéi 1.000.000 Newton pro Quadratmeter, wat och gläich ass wéi 1 N/mm².
Afloss Faktoren
Tensile Stäerkt ass vu ville Faktoren beaflosst, dorënner d'chemesch Zesummesetzung, d'Mikrostruktur, d'Hëtztbehandlungsprozess, d'Veraarbechtungsmethod, asw.. Verschidde Materialien hunn ënnerschiddlech Spannstäerkten, also an prakteschen Uwendungen ass et néideg gëeegent Materialien op Basis vun de mechanesche Eegeschafte vun der Materialien.
Praktesch Applikatioun
Spannkraaft ass e ganz wichtege Parameter am Beräich vun der Materialwëssenschaft an der Ingenieur, a gëtt dacks benotzt fir d'mechanesch Eegeschafte vu Materialien ze evaluéieren. Wat de strukturellen Design, d'Materialwahl, d'Sécherheetsbewäertung, asw. Zum Beispill, am Bauingenieur, ass d'Trennsile Stäerkt vum Stol e wichtege Faktor fir ze bestëmmen ob et Lasten widderstoen kann; am Beräich vun der Raumfaartschaft ass d'Truechtkraaft vu liicht a héichstäerkt Materialien de Schlëssel fir d'Sécherheet vu Fligeren ze garantéieren.
Middegkeet Kraaft:
Metal Middegkeet bezitt sech op de Prozess an deem Materialien a Komponente graduell lokal permanent kumulative Schued op enger oder e puer Plazen ënner zyklesche Stress oder zyklesche Belaaschtung produzéieren, a Rëss oder plötzlech komplett Frakturen optrieden no enger gewësser Zuel vu Zyklen.
Fonctiounen
Plötzlech an der Zäit: Metallmüdegkeetsfehler geschitt dacks plötzlech an enger kuerzer Zäit ouni offensichtlech Zeechen.
Lokalitéit an der Positioun: Müdegkeetsfehler trëtt normalerweis an lokalen Gebidder op, wou Stress konzentréiert ass.
Empfindlechkeet fir Ëmwelt a Mängel: Metallermiddegkeet ass ganz empfindlech op d'Ëmwelt a kleng Mängel am Material, wat den Middegkeetsprozess beschleunegen kann.
Afloss Faktoren
Stress Amplitude: D'Gréisst vum Stress beaflosst direkt d'Müdegkeetsdauer vum Metal.
Duerchschnëtt Stress Gréisst: Wat méi grouss ass den Duerchschnëttsstress, wat méi kuerz ass d'Müdegkeetsdauer vum Metal.
Zuel vun Zyklen: Wat méi Mol d'Metall ënner zyklesche Stress oder Belaaschtung ass, wat méi eescht d'Akkumulation vu Middegkeetschued ass.
Präventiv Moossnamen
Optimiséiert d'Materialwahl: Wielt Materialien mat méi héije Middegkeetsgrenzen.
Reduzéieren Stress Konzentratioun: Reduzéiert Stress Konzentratioun duerch strukturell Design oder Veraarbechtung Methoden, wéi d'Benotzung vun ofgerënnt Eck Transitioune, Erhéijung Querschnitt Dimensiounen, etc.
Surface Behandlung: Poléieren, Sprayen, etc.
Inspektioun an Ënnerhalt: Regelméisseg iwwerpréift Metallkomponenten fir séier Mängel wéi Rëss z'entdecken an ze reparéieren; erhalen Deeler ufälleg fir Middegkeet, wéi Ersatz vun verschwonne Deeler a verstäerkt schwaach Linken.
Metallermiddegkeet ass e gemeinsame Metallfehlermodus, dee sech duerch Plötzlechkeet, Lokalitéit a Empfindlechkeet fir d'Ëmwelt charakteriséiert. Stress Amplitude, duerchschnëttlech Stressgréisst an Zuel vun den Zyklen sinn d'Haaptfaktoren déi d'Metallmiddegkeet beaflossen.
SN-Kurve: beschreift d'Müdegkeetsdauer vu Materialien ënner verschiddene Stressniveauen, wou S de Stress duerstellt an N d'Zuel vun de Stresszyklen duerstellt.
D'Formel fir d'Kraaft vun der Müdlechkeet:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Wou (Ka) de Belaaschtungsfaktor ass, (Kb) de Gréisstfaktor ass, (Kc) den Temperaturfaktor ass, (Kd) den Uewerflächequalitéitsfaktor ass, an (Ke) den Zouverlässegkeetsfaktor ass.
SN Curve mathematesch Ausdrock:
(\sigma^m N = C)
Wou (\sigma) Stress ass, N ass d'Zuel vun de Stresszyklen, a m an C si Materialkonstanten.
Berechnung Schrëtt
Bestëmmt d'Materialkonstanten:
Bestëmmt d'Wäerter vu m a C duerch Experimenter oder duerch Referenz op relevant Literatur.
Bestëmmt de Stress Konzentratioun Faktor: Bedenkt déi aktuell Form a Gréisst vum Deel, wéi och d'Spannungskonzentratioun verursaacht vu Filet, Schlësselbunnen, etc., fir de Stress Konzentratiounsfaktor K ze bestëmmen. Berechent d'Müdegkeetskraaft: No der SN-Kurve a Stress Konzentratiounsfaktor, kombinéiert mat dem Designliewen an Aarbechtsstressniveau vum Deel, berechent d'Müdegkeetskraaft.
2. Plastizitéit:
Plastizitéit bezitt sech op d'Eegeschafte vun engem Material dat, wann se extern Kraaft ausgesat ass, permanent Verformung produzéiert ouni ze briechen wann déi extern Kraaft seng elastesch Limit iwwerschreift. Dës Deformatioun ass irreversibel, an d'Material wäert net zréck an hir ursprénglech Form, och wann déi extern Kraaft ewechgeholl gëtt.
Plastizitéitsindex a seng Berechnungsformel
Verlängerung (δ)
Definitioun: Verlängerung ass de Prozentsaz vun der Gesamtverformung vun der Jauge Sektioun nodeems d'Exemplar zu der ursprénglecher Jaugelängt gebrach ass.
Formel: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Wou L0 d'Original gauge Längt vun der specimen ass;
L1 ass d'Miesslängt nodeems d'Prouf gebrach ass.
Segmentell Reduktioun (Ψ)
Definitioun: D'Segmentell Reduktioun ass de Prozentsaz vun der maximaler Reduktioun am Querschnittgebitt um Halspunkt nodeems d'Prouf op d'originell Querschnittgebitt gebrach ass.
Formel: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Wou F0 d'Original Querschnitt Beräich vun der specimen ass;
F1 ass de Querschnittgebitt um Halspunkt nodeems d'Exemplar gebrach ass.
3. Hardness
Metallhärkeet ass e mechanesche Eegeschafteindex fir d'Häert vu Metallmaterialien ze moossen. Et weist d'Fähigkeit un Deformatioun am lokalen Volumen op der Metalloberfläch ze widderstoen.
Klassifikatioun a Representatioun vun Metal hardness
Metallhärkeet huet eng Vielfalt vu Klassifikatioun a Representatiounsmethoden no verschiddenen Testmethoden. Haaptsächlech enthalen déi folgend:
Brinell Hardness (HB):
Ëmfang vun der Applikatioun: Allgemeng benotzt wann d'Material méi mëll ass, wéi net-ferro Metaller, Stahl virun der Wärmebehandlung oder no der Glühung.
Testprinzip: Mat enger gewësser Gréisst vun der Testbelaaschtung gëtt e gehärte Stahlkugel oder Karbidkugel mat engem gewëssen Duerchmiesser an d'Uewerfläch vum Metall gedréckt fir ze testen, an d'Laascht gëtt no enger spezifizéierter Zäit entlaascht, an den Duerchmiesser vun der Abriecherung. op der Uewerfläch, déi getest gëtt, gëtt gemooss.
Berechnungsformel: De Brinell-Härtwäert ass de Quotient, deen duerch d'Divisioun vun der Belaaschtung duerch d'kugelfërmeg Fläch vun der Indentatioun kritt gëtt.
Rockwell Hardness (HR):
Ëmfang vun der Applikatioun: Allgemeng benotzt fir Materialer mat méi héijer Hardness, wéi d'Häert no der Hëtztbehandlung.
Testprinzip: Ähnlech wéi d'Brinell Hardness, awer mat verschiddene Sonden (Diamant) a verschidde Berechnungsmethoden.
Typen: Ofhängeg vun der Applikatioun ginn et HRC (fir Materialien mat héijer Hardness), HRA, HRB an aner Typen.
Vickers Hardness (HV):
Ëmfang vun der Applikatioun: Gëeegent fir Mikroskopanalyse.
Testprinzip: Dréckt d'Materialoberfläche mat enger Belaaschtung vu manner wéi 120 kg an engem Diamant-Quadrat-Kegel-Indenter mat engem Wirtpunktwénkel vun 136 °, a trennt d'Uewerfläch vum Material-Inntatiounspit duerch de Belaaschtungswäert fir de Vickers-Härtwäert ze kréien.
Leeb Hardness (HL):
Features: Portable Hardness Tester, einfach ze moossen.
Testprinzip: Benotzt de Boun, deen vum Impaktkugelkopf generéiert gëtt nodeems d'Häertheet Uewerfläch beaflosst, a berechent d'Häertheet duerch d'Verhältnis vun der Reboundgeschwindegkeet vum Punch bei 1mm vun der Probefläche bis zur Schlaggeschwindegkeet.
Post Zäit: Sep-25-2024
